Автор: Ивелина Янкова, бакалавър по биомедицински науки

Какво е биологично остаряване и как се различава от хронологично остаряване?

От момента на раждане на всеки човек, започват да се броят неговите минути, часове, дни, години, които е присъствал на този свят. Това отброяване отчита хронологичното остаряване. С времето се променя външния вид на всеки и е интересно как някои хора на 50 хронологични години изглеждат по-млади от други на 30 хронологични години. Тази разлика във външния вид е причинена от биологичното остаряване. Въпреки че някои хора са на млада хронологична възраст те може да изглеждат състарени от остаряването на самия организъм. Както знаете, организмът е динамична система от клетки и молекули и както при различни болести, той може да „излекува“ биологичното остаряване. Това не означава, че биологичното остаряване може да бъде спряно, но с промяна на навиците ни, ние можем да помогнем на тялото си да забави или дори върне назад няколко биологични години. 

Теломери – единиците на нашето биологично време 

Нека първо да си поговорим за причинителя на биологичното остаряване – теломерите. Въпреки, че има много фактори, които имат роля в процеса остаряване, учените смятат, че теломерите са ключови за този процес.  

Теломерите представляват повтаряща се поредица от пет нуклеотида (градивните елементи на ДНК и РНК) – TTAGGG. Намират се на най-крайните части на хромозомите (нашата ДНК, много гъсто опакована в нишковидни структури). Ако вземем ДНК верига от една клетка и я разпънем, тя ще стане 182.88 см дълга. Ако пък вземем ДНК от всичките ни клетки и я разпънем, тя ще стигне 107.826 билиона километра дължина – „същото като около 150 000 двупосочни пътувания до Луната“ (реф.1).  Хората имат 23 чифта хромозоми в почти всяка клетка на тялото като в човешкото тяло има 32.7 трилиона клетки (реф.2). Невероятно е как толкова голяма структура като ДНК е побрана в толкова миниатюрно пространство – хромозомите, които са дълги от 0.001 до 0.02 мм средно.

В подрастваща възраст организмът се развива най-бързо, което означава, че клетките в тялото ни непрекъснато се размножават. Следователно, хромозомите в тези клетки се репликират – новообразуваната клетка копира хромозомите на клетката, от която е произлязла. При всяко репликиране на хромозомите се губят части от ДНК и за да не се губят гени, които са жизнено важни за нас, сме еволюирали да имаме теломери. Теломерите защитават нашата генетична информация и понасят последствията от размножаването, губейки нуклеотиди при всяко делене. При достигане на зрялост, някои клетки спират непрестанното си делене, но други са обречени на скъсяване на теломерите през целия живот. 

Защо дължината има значение?

Скъсяването на теломерите е естествен биологичен процес, който създава лимит на размножаване на всяка една клетка. Това е добре от една страна, защото ако всяка клетка можеше да се размножава непрестанно, раковите заболявания щяха да са още по-често срещани. Но от друга страна, този естествен лимит на размножаване на клетките води до естествения край на нашия живот. Когато теломерите се скъсят максимално, тогава клетката изпраща сигнали, които прекратяват нейното размножаване и тя застарява. Когато това се случи, клетката спира да функционира и просто си стои там. 

За жалост, заемане на пространството не е единственото нещо, което прави. Тъй като в такъв случай, ДНК на съответната клетка вече не е защитена, тя започва да сигнализира за помощ. Въпреки това, имунните отряди от клетки и молекули, които се притичат на помощ, не биват допуснати до вътрешността на клетката. Тогава се образува една проинфламаторна среда около застарялата клетка и с времето съседни клетки и тъкани биват повредени също, давайки начало на хронично възпаление. Хроничното възпаление е голяма тема сама по себе си, но е важно да се отбележи, че то е причината за редица заболявания в днешно време, като сърдечни и мозъчни болести, ревматоиден артрит, астма, рак и др. 

С времето, клетките стареят и това е нормално. Въпросът е колко бързо застаряват? Колкото по-бързо, толкова по-бързо се състаряваме ние. Ето защо, ако имате дълги теломери, това означава, че клетките ви стареят по-бавно и вие сте биологично млади. 

Хората се раждат с определена дължина на теломерите. Някои унаследяват късите теломери на своите родители и още при раждането си те са обречени на по-кратък живот. При други пък е обратно – раждат се с дълги теломери и се очаква да имат по-дълъг живот. Но картината тук, както за всичко останало в живота, не е черно-бяла. Да, има значение с какви теломери започвате живота си, но това не означава, че не можете да преобърнете нещата. Тук в роля идва теломеразата.

Какво е теломераза и как може тя да ни удължи живота?

Повечето клетки в организма имат лимит на размножаване, при достигане на който те застаряват. Има клетки обаче, които се размножават цял живот, като например имунните клетки лимфоцити, герминативните клетки и стволовите клетки, от които произлизат всички останали клетки в тялото. 

За да може да функционират правилно цял живот, те трябва да имат дълги теломери. В помощ на това се притича теломеразата. Това е ензим, който удължава теломерите, когато те станат къси и по този начин удължава живота и репликативния потенциал на клетките (реф.3). Разбира се, всяко хубаво нещо носи със себе си лоши последствия. В този случай, теломеразата е идеално средство, което раковите клетки използват, за да се размножават. За това, за да се състаряваме по-бавно използвайки теломеразата, трябва първо да се намери начин за балансиране на позитивните и негативните последици, които този ензим създава.

Какво може да променим в ежедневието си, за да се подмладим?

Дължината на теломерите не се влияе само от теломеразата. Околната среда, както за всичко останало, е също толкова важна за здравето на нашите теломери. Ежедневният стрес, нездравословното хранене, приемът на алкохол и цигари, непълноценният сън – това са все неща, които ускоряват скъсяването на теломерите. В пилотно проучване през 2013 г. на пациенти с рак на простатата се наблюдава значително удължаване на теломерите в тези пациенти, които променят начина си на живот – те започват да се хранят с пълноценни храни, ниски на мазнини, с плодове и зеленчуци; започват да се движат повече през деня, намалят стреса в живота си и намират подкрепа и разбиране в социални групи (реф. 4). 

Тези позитивни ефекти върху теломерите са доказани и в много други проучвания и статистики. Например, майки, които имат хронично болни деца имат по-къси теломери, отколкото майки, чиито деца са здрави. Деца, които са израснали в насилствена среда също имат по-къси теломери, за разлика от деца, които са израснали в задружно и сплотено семейство (реф. 5). Хора, които тренират редовно имат по-дълги теломери от хора, които не тренират (реф.6). Мета-анализ от 36 групи и 36 хиляди участници през 2013 г. показва, че жените имат по-дълги теломери от мъжете (реф. 7), въпреки че има проучвания, които не откриват съществена връзка между пол и дължина на теломери. 

Интересна е връзката между дължината на теломерите при различните етноси. В проучване направено през 2014 г. се вижда, че чернокожите участници имат по-дълги теломери на левкоцитите по време на раждане, за разлика от белокожите участници в изследването. След време, обаче, в зряла възраст, се забелязва обратното – чернокожите имат по-къси теломери на левкоцитите от белокожите. Това показва по-голяма скорост на скъсяване на теломерите при чернокожите (реф.8). 

Във всеки случай, стресът върху нашия организъм, дали предизвикан от бързо и напрегнато ежедневие, недоспиване, неправилно хранене или други причини, е основен причинител на ранното биологично остаряване. Премахването на стреса от ежедневието може да е златният билет към по-бавно остаряване.

Обобщение

Биологичната ни възраст не се определя от това, колко време сме живели на този свят, а от това как живеем. Как отчитаме на колко биологични години сме, става чрез отчитане на това колко са ни дълги теломерите. Колкото по-дълги, толкова по-млад е нашият организъм. Въпреки че е неизбежно (поне са сега) съкращаването на теломерите с течение на времето и следователно остаряването, има начини с които може да забавим значително този процес. Ензимът теломераза, който някои клетки използват, за да удължават своите теломери, е добър таргет за проучвания. Независимо от това, рисковете при активиране на теломеразата в застарели клетки са големи и много изследвания са нужни, за да се установи безопасен начин на оползотворяване на теломеразата. За щастие, има други, много по-лесни и по-достъпни методи за удължаване на теломерите и подмладяване на организма, които могат да бъдат обобщени под един израз - здравословен начин на живот.

Източници:

  1. Toledo, C., Saltsman, K. (2012). Genetics by the Numbers. National Institute of General Medical Sciences. 
  2. Eva Bianconi, Allison Piovesan, Federica Facchin, Alina Beraudi, Raffaella Casadei, Flavia Frabetti, Lorenza Vitale, Maria Chiara Pelleri, Simone Tassani, Francesco Piva, Soledad Perez-Amodio, Pierluigi Strippoli and Silvia Canaider: “An estimation of the number of cells in the human body”, in: Annals of Human Biology,Published online 5 July 2013
  3. Prem Singh Yadav and Abubakar Muhammad Wakil (2019). Telomerase Structure and Function, Activity and Its Regulation with Emerging Methods of Measurement in Eukaryotes, Telomerase and non-Telomerase Mechanisms of Telomere Maintenance, Tammy A. Morrish, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.89506. Available from: https://www.intechopen.com/chapters/70617 
  4. Fernandez, E. (2013). Lifestyle Changes May Lengthen Telomeres, A Measure of Cell Aging. University of California San Francisco 
  5. Epel, D. (2017). The Telomere Effect. Grand Central Publishing, p.12.  
  6. Singer, T. (2011). My, What Long Telomeres You Have. Scientific American
  7. Gardner, M., et. al. (2014). Gender and telomere length: systematic review and meta-analysis. Experimental gerontology, 51, 15–27. https://doi.org/10.1016/j.exger.2013.12.004
  8. Rewak, Marissa, Stephen Buka, Jennifer Prescott, Immaculata De Vivo, Eric B. Loucks, Ichiro Kawachi, Amy L. Non, and Laura D. Kubzansky. (2014). Race-Related Health Disparities and Biological Aging: Does Rate of Telomere Shortening Differ across Blacks and Whites?. Biological Psychology 99 (May): 92–99. https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2014.03.007   

За автора:

Ивелина Янкова е придобила бакалавърската си степен по Биомедицински науки в Университета Бристол, където усилено е изучавала най-различни методи за провеждане на научни проучвания. В момента тя се занимава с провеждане на различни генетични изследвания за диагностика. Любовта й към науката и писането съществуват още от ранна възраст и тя преследва тези страсти неуморимо.